Voutes d'éclairement naturel pour la lumière du jour dans les bâtiments industriels
Dans les halls industriels en particulier, les voutes d’éclairement naturel offrent la solution optimale pour maximiser l'apport de lumière naturelle. Cet article résume pour vous les faits les plus importants concernant les voutes d’éclairement naturel.
Voutes d'éclairement naturel pour bâtiments industriels
Alimenter suffisamment et de manière économique les espaces intérieurs de n'importe quelle taille en lumière du jour est la tâche de nombreux architectes et maîtres d'ouvrage. Les voutes d'éclairement naturel sont souvent utilisées à cet effet. Pour les bâtiments industriels en particulier, les voutes d'éclairement naturel sont une solution idéale, car elles apportent la lumière du jour dans les bâtiments. On peut dire que les voutes d'éclairement naturel sont principalement installées dans les bâtiments non résidentiels. Les centres sportifs, les entrepôts ou les magasins sont également souvent équipés de ce type de voutes d’éclairement naturel.
L'installation de voutes d’éclairement naturel nécessite souvent de grandes surfaces qu'une maison individuelle normale n'offre pas. En effet, une voute d’éclairement naturel mesure en moyenne 2,80m et au maximum 6,00m de large, et n'importe quelle longueur. Elle devient moins chère, et donc plus rentable, plus elle est construite sur une longue distance. C'est pourquoi il s'agit d'un moyen très apprécié d'apporter de la lumière à l'intérieur des bâtiments, notamment dans les halls industriels.
Avantages d'une voute d'éclairement naturel
Les voutes d'éclairement naturel sont donc la meilleure façon d'inonder un bâtiment de lumière et d'air. Le principal avantage d'un puits de lumière pour les bâtiments industriels est clairement l'apport de lumière naturelle. Outre l'éclairage naturel, les lanterneaux sont également utilisés pour la ventilation naturelle. Le lanterneau constitue donc un système intelligent de gestion de l'énergie du bâtiment. Cela signifie que de nombreux puits de lumière offrent une isolation thermique efficace avec une homologation européenne. Ils contribuent ainsi à un climat intérieur optimal. En outre, les voutes d'éclairement naturel peuvent être combinées avec des exutoires de fumée et de chaleur et assurer ainsi une évacuation rapide de la fumée en cas d'incendie.
Lumière du jour par le côté vs. lumière du jour par le haut
Dans les grandes villes ou les zones industrielles étroitement construites, les fenêtres ordinaires situées sur le côté d'un bâtiment présentent souvent le risque que la quantité de lumière incidente soit réduite par des constructions déjà existantes. On entend par là d'autres maisons, des bâtiments industriels, des arbres, des arbustes, des camions en stationnement ou des montagnes et des collines. Ces constructions réduisent l'incidence de la lumière parce que la zone des sources de lumière possibles, c'est-à-dire le ciel, est réduite et que moins de lumière peut ainsi pénétrer à l'intérieur.
La lumière naturelle qui pénètre à l'intérieur des bâtiments par des ouvertures dans les toits est avantageuse à plusieurs égards. L'une d'entre elles est la luminosité de la lumière zénithale, qui est trois fois supérieure à celle de la lumière latérale ordinaire. Des ouvertures relativement petites dans le toit offrent autant de lumière que des fenêtres latérales nettement plus grandes. Par conséquent, pour obtenir le même niveau d'éclairage avec des fenêtres latérales normales qu'avec des lanterneaux, il faut une surface de fenêtre de façade beaucoup plus importante.
La lumière d'en haut est plus claire
Mais pourquoi la lumière provenant du haut est-elle plus claire que celle provenant des côtés ? La raison en est la chute de luminance et son calcul. La base de tous les calculs de lumière du jour est un ciel uniformément couvert. Cependant, un ciel uniformément couvert ne signifie pas automatiquement une luminosité uniforme.
Si l'on prend donc la luminosité au zénith, c'est-à-dire directement à la verticale du haut, la lumière atteint 100%. Plus l'angle d'incidence est bas, plus la luminosité diminue. Ainsi, dans un ciel uniforme, seul un tiers de la luminosité du zénith est atteint à l'horizon. Ces valeurs peuvent être considérées indépendamment de la saison. La diminution de la luminance est à la base de la répartition de la luminance à symétrie de révolution :
Pour simplifier, cela signifie donc que la lumière venant du haut est plus claire. Plus l'angle d'incidence est élevé, plus la lumière pénètre à l'intérieur du bâtiment. La luminosité d'une pièce diminue drastiquement à mesure que la profondeur de la pièce augmente. Cela signifie que plus on s'éloigne d'une fenêtre latérale, plus le poste de travail, par exemple, devient sombre et que le travail n'est possible qu'avec une source de lumière artificielle supplémentaire.
L'apport de lumière naturelle par des ouvertures dans les toits n'a pas seulement des avantages pour la fonction "éclairage", car les ouvertures possèdent également la fonction de ventilation naturelle et d'évacuation des fumées. Il est donc possible ici d'économiser de l'énergie, car les systèmes de ventilation naturelle utilisent l'air extérieur, améliorent durablement le climat intérieur et réduisent ainsi les coûts énergétiques. Si les systèmes de ventilation sont également couplés au chauffage, au refroidissement et à la protection solaire, tous les processus peuvent être coordonnés entre eux, ce qui permet de créer un climat intérieur optimal et énergétiquement efficace dans tout le bâtiment.
Construction neuve vs. rénovation de voute d’éclairement naturel
Lors de l'installation de lanterneaux, il convient de faire la distinction entre la rénovation d'ouvertures existantes dans la toiture et la construction d'un nouveau bâtiment.
Installation d'une voute d'éclairement naturel pendant une nouvelle construction
Lors de la construction d'un nouveau bâtiment, l'ingénieur en lumière du jour détermine d'abord la surface d'ouverture nécessaire. Ici, la forme de la pièce et surtout son utilisation entrent en ligne de compte. Grâce à ces connaissances, la construction du toit, y compris les différentes surfaces lumineuses, est planifiée. Dans le secteur de la construction, on constate que de nombreuses petites voutes d'éclairement naturel sont installées alors que quelques grandes sont à première vue plus économiques. En effet, ces dernières présentent des coûts nettement inférieurs en termes de surface d'investissement par mètre carré, de coûts de montage ainsi que de remplacement et de scellement des unités. Mais alors, pourquoi préfère-t-on installer plusieurs petites voutes d'éclairement naturel ? La réponse : la protection contre l'incendie. De nombreux petites voutes d’éclairement naturel ont l'avantage d'intégrer de nombreux petits DENFC (dispositifs d'évacuation naturelle de fumée et de chaleur). Ces DENFC intégrés peuvent être remplacés individuellement en cas de panne. Cela permet de réduire les coûts et de garantir la sécurité.
Rénovation d'ouvertures de toit existantes
Étant donné que les ouvertures de toit existantes doivent souvent être conservées lors d'une rénovation pour des raisons de coûts, c'est généralement l'ouverture présente qui détermine le type, le nombre et la taille des voutes d'éclairement naturel à installer. Après une analyse approfondie de cette ouverture de toit existante, l'éclairagiste planifie maintenant le chemin lumineux. Les experts en rénovation comme LAMILUX peuvent être d'une grande aide dans ce domaine et fabriquer des voutes d'éclairement naturel personnalisés.
Entretien des voutes d'éclairement naturel
Le nettoyage des fenêtres fait partie des tâches ménagères courantes. Mais qu'en est-il des surfaces vitrées sur les toits des bâtiments industriels ? Comme nous l'avons déjà mentionné précédemment, les lanterneaux intégrés ont avant tout pour fonction de fournir de la lumière. Mais pour cela, ils doivent être entretenus régulièrement. Bien que les surfaces vitrées lisses possèdent généralement un certain effet autonettoyant, la saleté s'y dépose peu à peu. Au bout de quelques années, elles sont encrassées tant à l'intérieur qu'à l'extérieur et ne laissent plus entrer dans les bâtiments qu'une petite partie de la lumière du jour qui est en fait possible. Les lieux de travail doivent bénéficier de suffisamment de lumière naturelle. Les éventuelles salissures sur les surfaces vitrées ou le vieillissement du matériau peuvent réduire considérablement cet apport de lumière naturelle. Les chemins lumineux doivent donc être contrôlés régulièrement et les défauts éliminés.
Nettoyage des voutes d'éclairement naturel
En général, les voutes d'éclairement naturel se composent de l'élément de la voute d’éclairement naturel, de recouvrements, d'accessoires tels que des ferrures, et d'un entraînement électrique, pneumatique ou manuel pour l'aération et la ventilation quotidiennes. Tous ces éléments doivent être nettoyés régulièrement.
Éléments de voute d’éclairement naturel
La plupart du temps, ces éléments sont fabriqués en polycarbonate (PC), une matière thermoplastique résistante. Le PRV (plastique renforcé de fibres de verre) est utilisé pour des applications spéciales, en raison de ses propriétés de thermodurcissable. Ces matériaux ont la particularité de posséder une surface lisse et, plus important encore, sans pores. En règle générale, la saleté n'a aucune chance. Si les éléments de la voute d’éclairement naturel doivent tout de même être nettoyés, les surfaces peuvent être essuyées avec de l'eau et un chiffon doux ou une éponge. Si les voutes d’éclairement naturel doivent être nettoyées en profondeur, il est généralement recommandé d'utiliser un nettoyant pour plastique antistatique sans solvant, spécialement autorisé pour les plastiques. En aucun cas, les surfaces ne doivent être nettoyées à sec, car cela peut facilement provoquer des rayures. En outre, les produits abrasifs sont déconseillés dans tous les cas, car ils peuvent également contribuer à rayer la surface.
Cadre profilé
Le cadre profilé des éléments d'ouverture de la voute d’éclairement naturel est en plastique. C'est pourquoi il est également recommandé de le nettoyer comme les cadres de fenêtres en plastique traditionnels.
Structure porteuse
La structure porteuse de la coupole est en aluminium et se nettoie très simplement à l'eau (chaude) et sans produits chimiques.
Joints d'étanchéité
Les joints, qui assurent l'étanchéité à l'eau et à l'air des éléments, doivent simplement être vérifiés pour s'assurer de leur fermeture étanche. En cas d'anomalie, ils doivent être remplacés ou entretenus.
Composants électroniques
Lors de l'entretien, il convient également de contrôler tous les composants électroniques. Il peut s'agir par exemple de capteurs solaires ou de capteurs de pluie, qui sont exposés à toutes les intempéries. Les surfaces de ces composants doivent donc impérativement être débarrassées de toutes les particules de saleté, voire des fientes d'oiseaux, car cela peut, dans le pire des cas, compromettre le fonctionnement de ces composants.
Entretien des voutes d’éclairement naturel
Les voutes d’éclairement naturel installées doivent donc être contrôlées régulièrement. En tant que mesure d'entretien préventif, les lanterneaux doivent être entretenus comme les voutes d'éclairement de toiture. Ces mesures peuvent être divisées en trois parties : la maintenance, l'inspection et la réparation.
Mais qu'est-ce qui doit être entretenu dans une voute d’éclairement naturel ?
Selon la norme EN 12963, l'entretien régulier des voutes d’éclairement naturel doit comprendre les points suivants :
- Nettoyage correct de tous les éléments de construction
- Contrôle de tous les composants
- Remplacement éventuel des composants défectueux ou poreux
- Contrôle, entretien et remplacement des accessoires
- Il convient de vérifier le bon fonctionnement des accessoires mobiles tels que les charnières, les ferrures d'ouverture, les groupes d'ouverture et de les lubrifier si nécessaire.
- Entretien des dispositifs d'ouverture électriques
Un atout pour les bâtiments industriels
Les voutes d’éclairement naturel ne se contentent pas d'assurer un apport élevé de lumière du jour dans les bâtiments industriels, elles fournissent également de l'air frais aux travailleurs. Il en résulte des collaborateurs plus équilibrés et plus motivés, car une lumière du jour suffisante a un effet positif sur la santé des personnes, comme vous pouvez le lire plus en détail dans cet article. En cas d'incendie, les chemins lumineux assurent en outre une évacuation naturelle de la fumée et contribuent ainsi à sauver des vies – c'est exactement ce que résume un article sur le thème de la protection contre les incendies. Néanmoins, il faut faire attention à certains points lors de l'installation des systèmes de lumière du jour. Et même après leur installation dans le bâtiment industriel, les lanterneaux ne doivent pas être négligés. Une inspection, un nettoyage et un entretien réguliers sont indispensables pour garantir à la fois l'apport de lumière naturelle et le fonctionnement nécessaire en cas d'incendie.
